Jak naprawdę mierzy się płaskość podstawy maszyny
Liniał, poziomnica, autokolimator, laser i CMM porównane dla dużych powierzchni obrobionych oraz wpływ podparcia i temperatury, które fałszują wyniki pomiaru.
Płaskość to najczęściej specyfikowany i najsłabiej zdefiniowany wymóg na rysunku podstawy maszyny. “Płaskość w granicach 0.05” pojawia się nieustannie, a na dużej powierzchni nie jest jeszcze specyfikacją.
Co dokładnie oznacza płaskość
Płaskość to odległość między dwiema równoległymi płaszczyznami, które właśnie obejmują powierzchnię. To wszystko. Nie wymaga bazy, nie mówi nic o orientacji, a powierzchnia może być idealnie płaska, leżąc pod kątem do wszystkiego innego na części.
Ma to znaczenie, bo inżynierowie często piszą płaskość, mając na myśli równoległość do powierzchni montażowej lub prostopadłość do bazy. To inne tolerancje, wymagają bazy i mierzy się je inaczej. Prawidłowe ujęcie tego w GD&T usuwa większość sporu, zanim się zacznie.
Metody i miejsce każdej z nich
Liniał i szczelinomierz. Szybki, tani i zgrubny. Przydatny do szybkiego sprawdzenia i znalezienia oczywistego wzniesienia. Mierzy wzdłuż linii, a nie na obszarze, więc nie może podać rzeczywistej wartości płaskości powierzchni.
Poziomnica precyzyjna. Czuła poziomnica przesuwana po powierzchni w siatce, gromadząca odczyty kątowe w mapę wysokości. Koń roboczy przy dużych podstawach, bo nie wymaga odniesienia większego niż przyrząd i działa na miejscu. Wolna i mierzy względem grawitacji, więc nie widzi jednorodnego pochylenia.
Autokolimator. Przyrząd optyczny odczytujący kąt lustra na wózku przesuwanym po powierzchni. Bardzo dokładny na długich dystansach, dobrze ugruntowany w obrabiarkach, wymaga wolnej drogi optycznej i stabilnego ustawienia.
Interferometr laserowy lub laser tracker. Szybki na dużych obszarach, daje gęstą mapę, radzi sobie z trudną geometrią i wieloma powierzchniami w jednym ustawieniu. Drogi i nie każdy zakład go ma. Tracker daje całą część; interferometr daje wyższą dokładność wzdłuż linii.
CMM. Idealna, gdy część się mieści, a w przypadku podstawy maszyny często się nie mieści. Tam, gdzie istnieje CMM o dużym obszarze pomiarowym, jest to najczystsza odpowiedź, dająca płaskość, równoległość i prostopadłość względem rzeczywistego układu baz w jednej operacji.
Płyta pomiarowa i czujnik zegarowy. Metoda odniesienia dla małych części. Wymaga płyty większej niż część i środków, by ją tam dostarczyć, więc rzadko jest dostępna dla podstawy jakiejkolwiek wielkości.
Rzeczy, które unieważniają pomiar
To część powodująca spory i żadna z nich nie jest błędem przyrządu.
Schemat podparcia. Duża konstrukcja ugina się między podporami pod własnym ciężarem. Mierzona na trzech punktach przyjmuje jeden kształt, na sześciu inny, zalana zaprawą na fundamencie jeszcze inny. Wszystkie trzy są poprawnymi pomiarami różnych warunków. Jeśli rysunek nie mówi, jak część jest podparta podczas kontroli, liczba nie jest powtarzalna.
Temperatura. Stal i żeliwo rozszerzają się znacząco z temperaturą, a duża podstawa w hali o wahaniach dziesięciu stopni między nocą a dniem ma rano inny rozmiar niż po południu. Co gorsza, gradient temperatury w konstrukcji ją wygina. Pomiar wykonany, gdy część jest jeszcze ciepła po obróbce, mierzy zły kształt.
Czas ustabilizowania. Część ustawiona suwnicą na podporach potrzebuje czasu na ustabilizowanie, zanim odczyty będą spójne. Zmierzona od razu i ponownie po kilku godzinach da różne liczby.
Gęstość punktów. Płaskość z dziewięciu punktów i ze stu to różne liczby na tej samej powierzchni, bo więcej punktów znajduje więcej odchyłek. Proszę podać siatkę.
Czystość. Na dużej powierzchni obrobionej wiór pod stopą lub zadzior na krawędzi daje odczyt, który nie ma nic wspólnego z powierzchnią.
Jak napisać wymóg, który można spełnić i sprawdzić
Proszę podać wszystkie sześć punktów:
- Która powierzchnia, jednoznacznie określona, każda obrobiona powierzchnia osobno lub cała ściana jako jedna.
- Wartość i na jakiej długości. 0.05 mm na 300 mm i 0.05 mm na 2000 mm to zupełnie różne prace w zupełnie różnych cenach.
- Metoda lub uzgodniona lista akceptowalnych metod.
- Warunek podparcia podczas kontroli.
- Temperatura lub akceptowalny zakres oraz czy wymagany jest czas wygrzewania do wyrównania temperatury.
- Siatka punktów lub gęstość skanowania.
Sześć linii notatek. Zamieniają spór w kontrolę i pozwalają trzem zakładom wycenić tę samą pracę zamiast trzech różnych.
Proszę uczciwie określić, czego maszyna potrzebuje
Koszt zaostrzania płaskości nie jest liniowy. Przejście z 0.10 mm na 0.05 mm na metr to często kolejne skrawanie. Przejście z 0.05 mm na 0.02 mm może oznaczać inną maszynę, dodatkowe ustawienie, halę z kontrolowaną temperaturą i drugi cykl odprężania.
Najdroższe rysunki w tej branży to te, na których ciasną domyślną tolerancję zastosowano do każdej powierzchni, bo nikt nie zapytał, które powierzchnie naprawdę mają znaczenie. Prowadnice osadzone na zalanej zaprawą płycie nie potrzebują tego, czego potrzebuje rama metrologiczna. Proszę zdecydować, które powierzchnie są funkcjonalne, określić je właściwie, a resztę zostawić w stanie po obróbce.
Częste pytania
Czy można zmierzyć dwumetrową podstawę maszyny na płycie pomiarowej?
Tylko jeśli ma się płytę większą niż część i suwnicę, by ją tam ustawić, czego mało który zakład ma. Duże podstawy mierzy się zwykle na miejscu, na stole maszyny lub na własnych punktach podparcia, poziomnicą precyzyjną, autokolimatorem lub systemem laserowym. Metoda zmienia znaczenie liczby, więc musi być uzgodniona, zanim ktokolwiek zacznie mierzyć.
Dlaczego dwa zakłady mierzące tę samą powierzchnię uzyskują różną płaskość?
Zwykle z powodu podparcia i temperatury, a nie błędu przyrządu. Duża konstrukcja ugina się między punktami podparcia, więc trzy i sześć podpór dają naprawdę różne kształty, a stal zmienia wymiary wraz z temperaturą. Proszę uzgodnić w specyfikacji schemat podparcia, temperaturę i przyrząd, a liczby się zbliżą.
Czy płaskość wymaga bazy?
Sama płaskość nie; to odległość między dwiema równoległymi płaszczyznami zawierającymi powierzchnię. Równoległość, prostopadłość i położenie wymagają. Ta różnica ma znaczenie, bo inżynierowie często piszą płaskość, gdy faktycznie potrzebują równoległości do powierzchni montażowej, a te dwie rzeczy sprawdza się zupełnie inaczej.
Mają Państwo podstawę do wyceny? Proszę przesłać rysunek, a dopasujemy go do trzech zakładów w Wietnamie. Bezpłatnie dla kupujących, odpowiedź w ciągu 24 godzin roboczych.